公路橋梁結(jié)構(gòu)病害與預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)簡析

馬明玉

(山西省交通科學(xué)研究院，山西太原 030006)

隨著我國建筑業(yè)的迅猛發(fā)展，公路橋梁工程也取得了較大的發(fā)展成就，但由于其結(jié)構(gòu)上存在的一些內(nèi)在和外在因素的影響，使得公路橋梁結(jié)構(gòu)出現(xiàn)了一些病害，這些病害若得不到有效及時的診治，任其發(fā)展，就會對橋梁的安全構(gòu)成威脅。下面就從公路橋梁結(jié)構(gòu)性病害的產(chǎn)生原因出發(fā)進行分析，然后在此基礎(chǔ)上提出了一些實踐中常用的加固措施，并重點分析預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)。

1 公路橋梁病害產(chǎn)生的原因

公路橋梁作為交通基礎(chǔ)設(shè)施中的一個重要組成部分，需要具有足夠的強度，以承受作用在其上面的重力與附加力，并且需要具有一定程度的剛度和穩(wěn)定性，才能使公路橋梁的安全穩(wěn)定得到保證。所以，一旦公路橋梁結(jié)構(gòu)的剛度和強度沒有達(dá)到要求，就會導(dǎo)致路橋在運行的過程中發(fā)生結(jié)構(gòu)破壞。以下就總結(jié)了幾點公路橋梁病害的產(chǎn)生原因:1)在路橋的結(jié)構(gòu)設(shè)計中本身的技術(shù)方面就存在著一些缺陷:a.設(shè)計方案的制定工作不盡科學(xué)合理;b.制定的設(shè)計方案中的公路橋梁工程荷載能力偏低，在實際運行時，就會導(dǎo)致公路橋梁工程的荷載能力小于實際需求，容易引發(fā)路橋的結(jié)構(gòu)病害。一旦發(fā)生超載現(xiàn)象，后果就更為嚴(yán)重。2)在公路橋梁工程的施工過程中，施工單位出于某種目的，未按照設(shè)計方案的要求和施工規(guī)范建設(shè)，施工人員也未嚴(yán)格地執(zhí)行相關(guān)的施工標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，這就會導(dǎo)致施工質(zhì)量不合格，這也是影響公路橋梁結(jié)構(gòu)產(chǎn)生病害的一個因素。3)在公路橋梁的施工完成后，要對路橋進行養(yǎng)護，由于后期的養(yǎng)護工作不到位或者是處理不當(dāng)，也會導(dǎo)致路橋的結(jié)構(gòu)性病害，這也是路橋產(chǎn)生病害的一個因素。4)施工地區(qū)或周邊的地質(zhì)地貌不利于施工，各種自然災(zāi)害的發(fā)生以及不可抗力的出現(xiàn)，這些也都是導(dǎo)致公路橋梁工程病害的重要因素。

2 公路橋梁進行加固的重要性

上一部分我們探討了很多導(dǎo)致路橋結(jié)構(gòu)產(chǎn)生病害的因素，針對這些因素，我們就必須采取措施加以防護，其中最重要的就是對公路橋梁進行加固。加固的重要性主要體現(xiàn)在以下三方面的認(rèn)識上:1)由于人們的知識認(rèn)知和建設(shè)水平有限，隨著時間的流逝，無論什么樣的橋梁最終都會變?yōu)榕f橋。受外界環(huán)境的影響及公路橋梁自身結(jié)構(gòu)性能的改變都會引起損壞，故要對其進行加固;2)當(dāng)今社會講究經(jīng)濟效益，對比建設(shè)新橋和加固舊橋，發(fā)現(xiàn)后者的經(jīng)濟效益更好;3)公路橋梁的損壞是影響人民生命財產(chǎn)安全的隱患，必須進行加固處理予以消除。

3 公路橋梁加固的措施及預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)

3.1 公路橋梁的加固措施

為了避免公路橋梁結(jié)構(gòu)病害的產(chǎn)生，可以從以下幾個方面入手:加強維護和加固的施工管理;加強橋梁所在地區(qū)的地質(zhì)情況勘察;制定積極合理可取的維護保養(yǎng)方案;精選加固公路橋梁的材料;加大對公路橋梁養(yǎng)護人才的培養(yǎng);完善橋梁的施工、加固、保養(yǎng)。

從最后一點橋梁的施工、加固出發(fā)，又可采用以下方法:調(diào)整橋梁結(jié)構(gòu)、擴大橋梁面積、橋體添加縱梁、外部進行粘結(jié)和施加外部應(yīng)力。

3.2 預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)

3.2.1 體外預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)

體外預(yù)應(yīng)力加固在各種加固技術(shù)中屬于最常用技術(shù)，它主要是把有防腐能力的預(yù)應(yīng)力筋放在部件的外部，并對梁施加一定的預(yù)應(yīng)力，它產(chǎn)生的反彎矩就可以抵消一些來自于外荷載的內(nèi)力，從而提高公路橋梁結(jié)構(gòu)的性能。

體外預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)的特點有:1)公路橋梁加固時采用體外預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)可以簡化施工，而且可以避免截面力被削減，因為其結(jié)構(gòu)內(nèi)部可不設(shè)置管道，因此對北方天氣較冷的地方相當(dāng)有意義;2)體外預(yù)應(yīng)力加固方法采用的預(yù)應(yīng)力筋是可以不需更換的，但如有需要，也可以設(shè)計成可更換的;3)該方法中預(yù)應(yīng)力筋的利用效率是很高的，而且可以減少摩擦阻力，這點可很有效的抵抗疲勞。

3.2.2 有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)

有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)施工方便，且結(jié)構(gòu)耐久性高，因此受到了土木人員的極大重視。它是錨固預(yù)應(yīng)力筋，對梁體部分施加預(yù)加力，再噴注具有相對較高抗拉強度的砂漿，從而使加固構(gòu)件有預(yù)應(yīng)力筋很好的粘結(jié)在一起，這就構(gòu)成了預(yù)應(yīng)力的加固體系。

有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)的特點有:1)噴注的砂漿保護層可以有效的保護鋼筋，避免鋼筋的銹蝕，提高了構(gòu)件的耐久性，延長了壽命;2)很大程度上提高了材料的利用效率，可以最大程度的發(fā)揮補強材料的性能;3)錨固預(yù)應(yīng)力筋時依靠小型的錨具以及復(fù)合砂漿的粘結(jié)，這樣錨固工作就更為安全可靠。

3.2.3 高強復(fù)合纖維預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)

高強復(fù)合纖維預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)目前已得到了廣泛的應(yīng)用，它是高強復(fù)合纖維布條對結(jié)構(gòu)施加一定的預(yù)應(yīng)力(錨固或者是粘貼在構(gòu)件外部)，在該技術(shù)施工過程中要重點把握纖維布的錨固和張拉問題。

高強復(fù)合纖維預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)的特點有:1)該技術(shù)采用的施加預(yù)應(yīng)力物品為高強復(fù)合纖維布，這與傳統(tǒng)加固技術(shù)中采用的預(yù)應(yīng)力筋相比，造價低、柔韌性好;2)在保證溫度時，纖維布可以和混凝土共同作業(yè);3)采用的復(fù)合纖維布質(zhì)量很小，故采用該技術(shù)一般情況下不會增加原構(gòu)件的重量;4)該技術(shù)的使用范圍特別廣，這是前兩種加固方法所不具備的。

3.3 預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)的優(yōu)點

預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)，就是指公路橋梁結(jié)構(gòu)的構(gòu)件在承受外部荷載之前，預(yù)先對其施加一定的應(yīng)力，以提高構(gòu)件剛度，使其達(dá)到要求的剛度，增強持久性，來實現(xiàn)穩(wěn)定橋梁的目的。除此之外，公路橋梁預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)還有許多的優(yōu)點:1)預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)在公路橋梁的施工過程中對交通的影響較低;2)采用預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)，施工方案靈活便捷，施工工期也很短，所需的勞動力和施工機械都比較少，因此其經(jīng)濟性很好;3)預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)基本上對公路橋梁的下部凈空間沒有影響，且對公路橋梁結(jié)構(gòu)的損傷也基本可忽略不計;4)采用預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)，可以對其采用的預(yù)應(yīng)力筋在任意時間更換，有利于對公路橋梁的維護修補。

4 結(jié)語

隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，貨車越來越多，其載重也越來越大，這對公路橋梁的設(shè)計提出了更高的要求。而公路橋梁在工程施工中和投入使用中都會產(chǎn)生一些結(jié)構(gòu)病害，因此公路橋梁的加固是我國公路橋梁相關(guān)部門亟須解決的問題。本文介紹的預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)對我們以后工作的開展具有一定的指導(dǎo)意義。

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